張玲玉,陳光蕾,趙洪猛,鄔立伍,陳 浩,于云飛,葉文玲,汪 玉② (1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,安徽 合肥 0000;.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所,江蘇 南京 10008;.合肥市長(zhǎng)豐縣生態(tài)環(huán)境分局,安徽 合肥 1100)

磷是限制農(nóng)作物增產(chǎn)的主要因素之一[1]?；瘜W(xué)磷肥為保障我國(guó)糧食供給做出了巨大貢獻(xiàn),但磷肥施入土壤后易被固定和吸附,僅有小部分磷溶解在土壤溶液中被作物直接吸收利用[2],導(dǎo)致我國(guó)磷肥當(dāng)季利用率僅為10%～25%[3]。過量施用化學(xué)磷肥導(dǎo)致土壤磷不斷累積,可以通過徑流或滲漏的方式引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化[4]。自原農(nóng)業(yè)部2015年出臺(tái)《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》以后化肥利用率有所提高[5],但對(duì)資源替代的需求仍是提高肥料利用率的一個(gè)重要方向。

有機(jī)肥施用可顯著影響土壤磷組分。例如,CHEN等[6]發(fā)現(xiàn),豬糞和雞糞可顯著增加土壤中活性無機(jī)磷含量;宋佳明等[7]通過5 a田間定位試驗(yàn)研究表明,有機(jī)肥的施用可顯著增加土壤活性、中活性和中穩(wěn)性有機(jī)磷含量,且活性和中活性有機(jī)磷含量對(duì)作物吸磷總量貢獻(xiàn)較大。有機(jī)肥施用不僅可以提高土壤中磷含量,還可促進(jìn)土壤磷組分之間的轉(zhuǎn)化。CHEN等[8]通過30 d的培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有機(jī)肥可以通過改變微生物生物量、增加微生物群落豐度,從而促進(jìn)氫氧化鈉提取態(tài)無機(jī)磷(NaOH-Pi)向碳酸氫鈉提取態(tài)無機(jī)磷(NaHCO3-Pi)的轉(zhuǎn)化。

土壤微生物生物量是反映土壤養(yǎng)分循環(huán)和能量流動(dòng)的重要指標(biāo)[9]。微生物生物量化學(xué)計(jì)量的浮動(dòng)反映了微生物對(duì)能量(C)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(N和P)的需求變化[10]。當(dāng)土壤養(yǎng)分資源發(fā)生改變時(shí),微生物為適應(yīng)資源變化而調(diào)整體內(nèi)元素計(jì)量,以滿足其自身生長(zhǎng)的最佳化學(xué)計(jì)量比[11]。有機(jī)肥的添加有利于土壤微生物活性的增加[12],從而對(duì)土壤磷轉(zhuǎn)化起到積極作用[8,13]。

目前針對(duì)有機(jī)肥替代對(duì)土壤肥力影響的研究多為等氮量添加[14],由于有機(jī)肥平均N/P比約為2,遠(yuǎn)高于典型作物本身的N/P比[15],導(dǎo)致作物對(duì)有機(jī)肥養(yǎng)分利用以及土壤均出現(xiàn)盈余[16]。因此研究不同氮添加量的有機(jī)肥對(duì)土壤磷轉(zhuǎn)化及有效性的影響對(duì)于磷肥高效利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)依托江蘇省南京市稻田有機(jī)肥施用定位試驗(yàn)點(diǎn)(高淳區(qū)歸來兮有機(jī)農(nóng)場(chǎng),31°25′ N,119°09′ E)。該地區(qū)年平均溫度為16.9 ℃,年平均降水量為1 157 mm,試驗(yàn)起始于2017年稻季。試驗(yàn)地供試土壤為黃棕壤型水稻土,土壤基本理化性質(zhì):pH 值為6.82,w(SOC)為12.4 g·kg-1,w(TN)為1.47 g·kg-1,w(TP)為0.54 g·kg-1,w(Olsen-P)為20.4 g·kg-1,w(AK)為107 mg·kg-1。

處理所用有機(jī)肥為豬糞發(fā)酵商品有機(jī)肥(100%替代化學(xué)肥料),按照施氮量(以N計(jì))共設(shè)計(jì)5個(gè)處理:0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)和300 kg·hm-2(N300)氮肥,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),共15個(gè)試驗(yàn)小區(qū),每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積40 m2,隨機(jī)設(shè)計(jì)。種植方式為水稻-紅花草輪作,水稻種植期一般為每年6—10月。有機(jī)肥60%作為基肥施用,40%作為追肥施用。有機(jī)肥養(yǎng)分含量:w(N)為30.3 g·kg-1,w(P2O5)為28.3 g·kg-1,w(K2O)為20.3 g·kg-1。有機(jī)肥處理折合成含磷量(以P2O5計(jì))分別為:0(N0)、70(N75)、140(N150)、210(N225)和280 kg·hm-2(N300)。

1.2 樣品采集及指標(biāo)測(cè)定方法

采集2019年稻季苗期及收獲期0～20 cm深處土壤樣品,用直徑5 cm土鉆五點(diǎn)取樣法采集5個(gè)深度為20 cm土芯,每個(gè)小區(qū)的所有樣品都經(jīng)過仔細(xì)混合形成單一復(fù)合土壤,于室內(nèi)風(fēng)干,過0.15及0.85 mm孔徑篩后測(cè)定土壤Olsen-P和TP含量。

土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法主要參照《土壤農(nóng)化分析》[17]。土壤pH值采用玻璃電極酸度計(jì)(Thermo ORION STAR A211)測(cè)定,水土比為2.5∶1(V∶m)的土壤懸液;樣品SOC和TN含量采用碳氮分析儀(vario MACRO CN,Elementar Analysensysteme GmbH,德國(guó))通過干燒法進(jìn)行測(cè)定;樣品TP含量采用濃H2SO4-H2O2熱消化,紫外分光光度計(jì)鉬藍(lán)比色法測(cè)定(UVmini-1240);土壤速效鉀含量采用火焰原子吸收法測(cè)定;土壤速效磷(Olsen-P)含量采用碳酸氫鈉(0.5 mol L-1NaHCO3,pH值=8.5)萃取0.5 h后,用鉬藍(lán)法比色法測(cè)定。

1.2.1土壤磷組分分級(jí)方法

土壤不同磷組分分級(jí)根據(jù)TIESSEN等[18]對(duì)HEDLEY磷分級(jí)的改進(jìn)方法[19]進(jìn)行測(cè)定,主要分為樹脂提取態(tài)磷(Resin-P)、NaHCO3提取態(tài)無機(jī)磷(NaHCO3-Pi)、NaHCO3提取態(tài)有機(jī)磷(NaHCO3-Po)、NaOH 提取態(tài)無機(jī)磷(NaOH-Pi)、NaOH 提取態(tài)有機(jī)磷(NaOH-Po)、1 mol·L-1稀鹽酸提取態(tài)磷(HCl-P)和濃H2SO4與H2O2提取殘余態(tài)磷(Residual-P)。將Resin-P、NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po作為可利用態(tài)磷(Available-P);NaOH-Pi和NaOH-Po作為次生礦物磷(Secondary-P);HCl-P作為初生礦物磷(Primary-P);Residual-P作為穩(wěn)態(tài)磷(Stable-P)。

1.2.2土壤有機(jī)磷分級(jí)方法

為了進(jìn)一步研究有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)磷的影響,土壤有機(jī)磷分級(jí)采用BOWMAN等[20]提出的分級(jí)方法。有機(jī)磷分為3種形態(tài):(1)0.5 mol·L-1NaHCO3提取的活性有機(jī)磷(labile organic P,LPo),表示易礦化為植物吸收的有機(jī)磷組分;(2)0.1 mol·L-1HCl提取的中活性有機(jī)磷(moderately labile organic P,MLPo),表示較易礦化且易為植物吸收的有機(jī)磷組分;(3)0.5 mol·L-1NaOH提取的穩(wěn)性有機(jī)磷(stable organic P,STPo),表示較難礦化且難為植物吸收的有機(jī)磷組分。

1.2.3土壤微生物量測(cè)定方法

土壤微生物生物量通過氯仿熏蒸提取法測(cè)定[21-22]。土壤樣品在測(cè)定微生物量之前進(jìn)行預(yù)培養(yǎng),去離子水調(diào)節(jié)土壤含水量w為55%田間持水量,預(yù)培養(yǎng)14 d,以恢復(fù)微生物活性。微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量采用氯仿熏蒸,0.5 mol·L-1K2SO4浸提,土液比(m∶V)為1∶4測(cè)定。

BC/BN=(F-U)/k。

(1)

式(1)中,BC為微生物量碳含量,mg·kg-1;BN為微生物量氮含量,mg·kg-1;F為熏蒸測(cè)定值;U為不熏蒸測(cè)定值;k為校正系數(shù),其中kMBC=0.45,kMBN=0.54。

微生物量磷(MBP)含量采用氯仿熏蒸,0.5 mol·L-1NaHCO3(pH值8.5)浸提法,土液比(m∶V)為1∶20,同時(shí)于未熏蒸土壤中加入25 μg·g-1(以P計(jì))KH2PO4溶液用于測(cè)定P回收率。MBP含量測(cè)定公式為

BP=(F-U)/(kP×RP)。

(2)

式(2)中,BP為微生物量磷含量,mg·kg-1;kP為校正系數(shù),0.4;RP為外加KH2PO4的回收率。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)來檢驗(yàn)各有機(jī)肥施用量處理樣本之間差異(Duncan檢驗(yàn));冗余分析(RDA)用于磷組分與土壤pH值及微生物生物量之間的關(guān)系評(píng)估;Pearson相關(guān)分析用于磷組分與土壤pH值及微生物生物量的相關(guān)性分析;采用Origin 2021 b及R Studio軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同梯度有機(jī)肥施用量對(duì)稻田土壤速效磷及總磷含量的影響

在水稻苗期和收獲期,與不施肥處理相比,所有施肥處理均增加了土壤速效磷及總磷含量(圖1)。在水稻苗期,與N0處理相比,各施肥處理均顯著增加速效磷含量(27.8%～58.8%)(P<0.05),且隨施肥量增加呈先增加后下降的趨勢(shì),其中以N150處理速效磷含量(20.5 mg·kg-1)增加最為顯著。除N75處理外,其余施肥處理均顯著增加了總磷含量(6.97%～12.1%)(P<0.05),且隨施肥量增加而增加。在水稻收獲期,與N0處理相比,除N75處理外,其余施肥處理均顯著增加土壤速效磷含量(12.9%～153%)(P<0.05),且增幅相較苗期更大;N300和N225處理顯著增加總磷含量(5.80%～40.6%)(P<0.05),其中以N300處理速效磷(31.3 mg·kg-1)和總磷含量(648 mg·kg-1)最高。

N0～N300表示施氮量為0～300 kg·hm-2。同一時(shí)期直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間磷含量差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同梯度有機(jī)肥施用量對(duì)稻田土壤磷不同賦存形態(tài)的影響

不同梯度有機(jī)肥施用下水稻苗期和收獲期土壤磷賦存形態(tài)的變化如圖2所示。在水稻苗期,與N0處理相比,除N75處理外,其余施肥處理均顯著增加可利用態(tài)磷(37.3%～78.2%)和次級(jí)礦物磷含量(7.50%～21.5%)(P<0.05),其中可利用態(tài)磷含量以N300處理(89.8 mg·kg-1)最高,次級(jí)礦物磷含量以N225處理(148 mg·kg-1)最高,而各處理對(duì)初級(jí)礦物磷和穩(wěn)態(tài)磷含量均無顯著影響;在水稻收獲期,與N0處理相比,除N75處理外,其余施肥處理均顯著增加了可利用態(tài)磷(51.5%～142.4%)、次級(jí)礦物磷(15.3%～62.3%)和初級(jí)礦物磷(26.3%～41.3%)含量(P<0.05),其中以N300處理可利用態(tài)磷(124 mg·kg-1)、次級(jí)礦物磷(200 mg·kg-1)和初級(jí)礦物磷(125 mg·kg-1)含量最高。

可利用態(tài)磷=樹脂磷(Resin-P)+ NaHCO3提取態(tài)無機(jī)磷(NaHCO3-Pi)+ NaHCO3提取態(tài)有機(jī)磷(NaHCO3-Po);次生礦物磷=NaOH提取態(tài)無機(jī)磷(NaOH-Pi)+ NaOH提取態(tài)有機(jī)磷(NaOH-Po);初生礦物磷=鹽酸提取態(tài)磷(HCl-P);穩(wěn)態(tài)磷=殘余態(tài)磷(Residual-P)。N0～N300表示施氮量為0～300 kg·hm-2。同一時(shí)期直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間磷含量差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同梯度有機(jī)肥施用量對(duì)稻田土壤有機(jī)磷含量的影響

不同梯度有機(jī)肥施用下水稻苗期及收獲期土壤有機(jī)磷賦存形態(tài)的變化如圖3所示。在水稻苗期,與N0處理相比,各施肥處理均顯著增加了土壤活性有機(jī)磷含量(P<0.05),其中N150處理含量(27.2 mg·kg-1)最高;N75和N150處理顯著增加中等活性有機(jī)磷含量(11.1%～43.7%)(P<0.05),N225處理的中等活性有機(jī)磷含量無顯著變化,而N300處理顯著降低中等活性有機(jī)磷含量(-10.1%)(P<0.05);各施肥處理均顯著增加了穩(wěn)態(tài)有機(jī)磷含量(P<0.05),其中N75處理含量(145 mg·kg-1)最高。在水稻收獲期,與N0處理相比,各施肥處理均顯著增加了活性有機(jī)磷含量(26.4%～54.4%)(P<0.05)。除N225處理對(duì)中等活性和穩(wěn)態(tài)有機(jī)磷含量無顯著影響外,其余施肥處理均顯著增加了中等活性有機(jī)磷(45.2%～94.6%)和穩(wěn)態(tài)有機(jī)磷(6.75%～13.0%)含量(P<0.05)。

LPo—活性有機(jī)磷;MLPo—中等活性有機(jī)磷;STPo—穩(wěn)性有機(jī)磷。同一組直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間磷含量差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同梯度有機(jī)肥施用量對(duì)稻田土壤微生物量碳氮磷及其比值的影響

不同梯度有機(jī)肥施用下水稻苗期及收獲期土壤微生物量碳、氮、磷含量及其比值如圖4所示。在水稻苗期,與N0處理相比,除N75處理對(duì)MBC和MBN含量無顯著影響外,其余施肥處理均顯著增加MBC、MBN和MBP含量(P<0.05),其中以N225和N300對(duì)MBC(62.4%～71.3%)和MBN(45.5%～97.8%)含量增加最為顯著,N150處理顯著提高M(jìn)BP含量(171%,P<0.05);各施肥處理對(duì)MBC/MBN比無顯著影響,此外,MBC/MBP比和MBN/MBP比變化趨勢(shì)一致,其中N75和N150處理下MBC/MBP比(-55.4%～-32.7%)和MBN/MBP比(-57.6%～-38.9%)顯著降低(P<0.05)。在水稻收獲期,與N0處理相比,N150、N150和N300處理顯著增加MBC含量(24.6%～145%)(P<0.05),各施肥對(duì)MBN含量無顯著影響;N150和N300處理顯著增加MBP含量(20.4%～51.2%)(P<0.05);與N0處理相比,N150處理顯著增加MBC/MBN比(154%)和MBC/MBP比(120%)(P<0.05),而N75對(duì)MBN/MBP比(60.8%)增加最為顯著(P<0.05)。

N0～N300表示施氮量為0～300 kg·hm-2。同一時(shí)期直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間磷含量差異顯著(P<0.05)。

2.5 不同梯度有機(jī)肥施用量下相關(guān)因子對(duì)土壤磷組分的影響

以不同處理的土壤磷含量為響應(yīng)變量,以pH值和微生物量碳、氮、磷含量及其計(jì)量比為解釋變量進(jìn)行冗余分析和皮爾遜相關(guān)性分析(圖5)。在水稻苗期,pH值的影響較小,土壤速效磷、可利用態(tài)磷、次級(jí)礦物磷及活性有機(jī)磷含量受微生物量碳、氮含量的影響最大,呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05),而初級(jí)礦物磷和穩(wěn)態(tài)磷含量受環(huán)境因子的影響較小,微生物量計(jì)量比主要影響土壤有機(jī)磷庫(kù),而對(duì)無機(jī)磷庫(kù)影響較小。在水稻收獲期,pH值顯著影響土壤無機(jī)磷庫(kù),此外,MBP含量、MBC/MBP比及MBN/MBP比對(duì)無機(jī)磷含量影響也比較顯著?；钚杂袡C(jī)磷只與MBN含量呈顯著負(fù)相關(guān),中等活性及穩(wěn)態(tài)磷有機(jī)磷含量主要受MBC含量、MBC/MBN比和MBC/MBP比影響,且呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

MBC—微生物量碳含量;MBN—微生物量氮含量;MBP—微生物量磷含量;MBC/MBN—微生物量碳/氮比;MBC/MBP—微生物量碳/磷比;MBN/MBP—微生物量氮/磷比;Olsen-P—土壤速效磷含量;Available P—可利用態(tài)磷含量;Secondary P—次生礦物磷含量;Primary P—初生礦物磷含量;Stable P—穩(wěn)態(tài)磷含量;LPo—活性有機(jī)磷含量;MLPo—中等活性有機(jī)磷含量;STPo—穩(wěn)性有機(jī)磷含量。**表示P<0.01,*表示P<0.05。

3 討論

3.1 不同梯度有機(jī)肥施用量顯著增加了土壤可利用態(tài)磷及有機(jī)磷含量

施用有機(jī)肥可增加土壤總磷和速效磷含量,這與以往研究結(jié)果[23]類似。在水稻生育期內(nèi),土壤可利用態(tài)磷和次生礦物磷含量隨施肥量的增加而增加(圖2),主要原因在于有機(jī)肥自身帶有磷源[24]。有研究表明,與不施肥相比,長(zhǎng)期施用有機(jī)肥可使土壤中易獲得的無機(jī)磷含量增加56.0%～286%[25];DU等[26]對(duì)來自141項(xiàng)已發(fā)表研究中的774項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行薈萃分析發(fā)現(xiàn),與礦物肥料相比,有機(jī)肥可使有效磷含量平均增加66.2%。有機(jī)肥作為化學(xué)肥料的替代品,其對(duì)土壤磷含量的增加以及磷的可持續(xù)性利用尤為重要。

隨施肥量的增加,稻田苗期土壤Olsen-P含量呈先增加后降低的趨勢(shì)(圖1),各處理下初生礦物磷含量之間無顯著性差異,表明過量施用有機(jī)肥未能顯著提高土壤有效態(tài)磷含量,這可能是由于在苗期水稻根系較小以及微生物活性較低,其對(duì)有機(jī)肥中磷未能進(jìn)行充分利用和降解[24];且過量有機(jī)肥(高碳/磷比)會(huì)導(dǎo)致土壤磷庫(kù)的凈磷固定[27]。與空白對(duì)照相比,適當(dāng)施磷處理(N75和N150)均顯著增加土壤有機(jī)磷含量(圖3),有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)磷含量的提升,一方面是由于有機(jī)肥自身有機(jī)磷的直接帶入[28-29],另一方面則是由于有機(jī)肥促進(jìn)土壤中有機(jī)磷向活性磷的轉(zhuǎn)化以及穩(wěn)性有機(jī)磷向活性或中活性有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化[13]。因此,有機(jī)肥在N75和N150施用量下可滿足稻田作物對(duì)土壤磷的需求,但是此時(shí)施氮量卻相對(duì)較低,不一定能滿足作物的氮需求。因此,對(duì)于有機(jī)肥替代化肥管理,建議考慮作物氮需求的同時(shí)能夠控磷,避免磷在土壤中的大量積累以及環(huán)境流失風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 土壤微生物生物量在有機(jī)肥刺激土壤磷轉(zhuǎn)化過程中起重要作用

微生物參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解,并與土壤碳、氮、磷等養(yǎng)分循環(huán)過程密切相關(guān)。在該試驗(yàn)中,與不施肥處理相比,除收獲期各處理MBN含量無顯著性差異外,施肥處理均顯著增加了土壤微生物生物量含量(圖4)。在水稻苗期,土壤MBC和MBN含量與土壤速效磷、可利用態(tài)磷、次生礦物磷及活性有機(jī)磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)(圖5),表明微生物量的增加降低了土壤有效磷含量。MBC是農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)土壤磷生物有效性的重要預(yù)測(cè)因子[30],有機(jī)肥施用可全面地為微生物提供營(yíng)養(yǎng),改善土壤物理性質(zhì),增加通透性,提高微生物繁殖數(shù)量,引起微生物耗磷需求的增加[31],這可能解釋了MBC含量與土壤磷組分(速效磷、可利用態(tài)磷、次生礦物磷及活性有機(jī)磷含量)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

與土壤難溶性磷相比,MBP含量可以作為更易被植物有效利用的形式保留礦化磷[32],微生物對(duì)磷的儲(chǔ)存有助于減少磷的物理化學(xué)固定和浸出[33],因此,施肥處理提高土壤MBP含量,有助于增加土壤生物有效磷含量。與水稻苗期相比,收獲期稻田土壤MBP與土壤Olsen-P含量及土壤無機(jī)磷組分含量顯著正相關(guān),造成這一差異的原因可能是水稻生育中后期根系通過一系列機(jī)制(釋放分泌物、氧氣、酶、有機(jī)質(zhì)等物質(zhì))改變根際的物理化學(xué)性質(zhì)和生物組成,進(jìn)而影響了土壤微生物量及土壤無機(jī)磷組分含量[34]。根系對(duì)土壤養(yǎng)分活化有重要作用[35],如水稻可將氧氣自上而下運(yùn)輸?shù)礁考案H土壤,改變根際氧化還原條件,同時(shí)水稻根系可以釋放多種分泌物,為微生物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng),還可以通過絡(luò)合作用影響土壤磷轉(zhuǎn)化過程及其有效性[36]。

3.3 土壤微生物計(jì)量比可調(diào)節(jié)土壤磷的轉(zhuǎn)化及周轉(zhuǎn)

微生物會(huì)通過獲取缺失元素及調(diào)整其生物量中有效元素的比例分配維持自身穩(wěn)態(tài)平衡[37],進(jìn)而影響土壤磷有效性,因此微生物生物量C、N、P比的變化可作為判斷微生物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和生長(zhǎng)限制的重要依據(jù)[10]。在水稻苗期,與不施肥處理相比,N75和N150處理顯著降低了MBC/MBP比及MBN/MBP比;而在水稻收獲期,N75和N150則顯著增加了MBC/MBN比、MBC/MBP比及MBN/MBP比(圖4),這主要是由MBP含量的變化引起的。微生物可以將土壤中大量的磷固定在生物體內(nèi),極大地改變了土壤有效磷含量[33],而當(dāng)微生物死亡時(shí),MBP會(huì)被釋放出來供新生微生物或植物吸收利用[38],土壤MBP含量可以作為反映土壤磷肥力的主要指標(biāo)[39]。N75和N150處理中MBP含量的變化是導(dǎo)致微生物計(jì)量學(xué)差異顯著的主要原因,這也進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了MBP在微生物計(jì)量學(xué)以及影響土壤磷有效性方面的重要作用。

在水稻苗期,MBC/MBP比和MBN/MBP比與土壤有機(jī)磷組分含量呈顯著負(fù)相關(guān),而在收獲期MBC/MBP比和MBN/MBP比與土壤無機(jī)磷組分含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05,圖5)。這是由于在水稻土苗期作物根系較小,微生物生物量的變化主要受有機(jī)肥添加的影響,因此微生物計(jì)量比的改變與有機(jī)磷組分含量顯著相關(guān);而在水稻收獲期,作物根系通過根系分泌物等物質(zhì)的影響促進(jìn)微生物計(jì)量比的改變以及促進(jìn)有機(jī)磷向無機(jī)磷的轉(zhuǎn)化,因此微生物計(jì)量比的改變主要與無機(jī)磷組分含量顯著相關(guān)?？傮w而言,由于有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)的投入為微生物提供了養(yǎng)分(N和P)和能源(C),刺激了微生物生長(zhǎng),改善土壤物理性質(zhì),從而大大提高土壤微生物活性[40],進(jìn)而促進(jìn)了土壤中有機(jī)磷和難溶態(tài)磷向有效磷的轉(zhuǎn)化[8]。該研究?jī)H從微生物量及微生物計(jì)量比的角度研究了有機(jī)肥添加下其影響土壤磷庫(kù)轉(zhuǎn)化的作用,需要進(jìn)一步深入研究微生物化學(xué)計(jì)量比調(diào)控土壤磷轉(zhuǎn)化的作用機(jī)制。

4 結(jié)論

不同梯度有機(jī)肥施用可顯著增加水稻土不同磷組分含量,包括速效磷、可利用態(tài)磷、次生礦物態(tài)磷量以及有機(jī)磷含量,但是高有機(jī)肥施用量也帶入了高施磷量,造成了土壤磷的大量累積且不利于磷組分之間的轉(zhuǎn)化。在有機(jī)肥帶入的適宜施磷量處理下(N75和N150),微生物生物量的顯著改變以及微生物計(jì)量比(MBC/MBP比及MBN/MBP比)的調(diào)節(jié)對(duì)土壤有機(jī)磷及難溶態(tài)磷向有效磷的轉(zhuǎn)化起促進(jìn)作用。